DE20011783U1

DE20011783U1 - Sammel- und Austrageinrichtung für Sinkschichten an einem Fermenter zur anaeroben Fermentation von organischen Stoffen

Info

Publication number: DE20011783U1
Application number: DE20011783U
Authority: DE
Original assignee: UTS Umwelt Technik Sued GmbH
Current assignee: UTS Umwelt Technik Sued GmbH
Priority date: 2000-07-06
Filing date: 2000-07-06
Publication date: 2000-11-23
Anticipated expiration: 2010-07-07

Description

G 216BG OO

Beschreibung

Sammel- und Austraqeinrichtunq für Sinkschichten an einem Fermenter zur anaeroben Fermentation von organischen Stoffen

Die Erfindung betrifft eine Sammel- und Austrageinrichtung für Sinkschichten an einem Fermenter zur anaeroben Fermentation von organischen Stoffen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine gattungsgemäße Sammel- und Austrageinrichtung für Sinkschichten an einem Fermenter zur anaeroben Fermentation von organischen Stoffen ist aus DE 196 21 914 C1 bekannt. Dort ist ein Fermenterbehälter zur Aufnahme einer Behälterfüllung aus einer die organischen Stoffe enthaltenden Flüssigkeit gezeigt, wobei der Fermenterbehälter aus einem Behälterdeckel, Seitenwänden und einem Behälterboden besteht und im Bereich des Behälterbodens ein Sammelraum für als Sedimente aus der Behälterfüllung ausfallende Feststoffe angeordnet ist. Weiter ist eine Sammeleinrichtung zum Sammeln der Feststoffe im Sammelraum dargestellt, wobei diese aus einem Räumwerk mit am Behälterboden aufliegenden, antreibbaren Räumern besteht. Die Räumwerkwelle verläuft etwa vertikal im Zentrum des Behälters und die Räumer sind mit einem Anstellwinkel dergestalt über dem Behälterboden geführt, dass abgelagerte Sedimente in den Sammelraum gefördert werden.

Zudem ist eine Austrageinrichtung für die im Sammelraum angesammelten Feststoffe dargestellt, die sich vom Sammelraum bis außerhalb des Fermenterbehälters erstreckt. Konkret ist hierbei eine zentrale, vertikale Räumwerk-

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welle des Räumwerks als Hohlwelle ausgebildet mit einer Austragschnecke im Hohlraum. Zudem ist ein Rührwerk in der Art eines höheneinstellbaren Tauchmotorrührwerks zum Rühren und zum Bewegen der Flüssigkeit vorgesehen.

Es ist auch eine Anordnung mit einer von der Räumwerkwelle unabhängigen Austrageinrichtung bekannt (DE 297 19 294 U1), bei der von einem Sammelraum ein Austragrohr mit einer Austragschnecke nach außerhalb des Fermenterbehälters schräg nach oben geführt ist.

Das vorstehend genannte Räumwerk mit antreibbarer Räumwerkwelle ist aufwendig in der Herstellung und im Einbau. Solche Räumwerke werden üblicherweise nicht kontinuierlich betrieben, sondern nur bei einem vermuteten Räumbedarf eingeschaltet und betätigt. Dadurch besteht die Gefahr, dass die Räumer in Sinkschichten festsitzen und nur mit aufwendigen Maßnahmen wieder frei kommen. Gegebenenfalls ist es sogar erforderlich den Fermenter auszuräumen und die Sinkschichten von extern zu entfernen, um die Gängigkeit der Räumer wieder herzustellen.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine gattungsgemäße Sammel- und Austrageinrichtung konstruktiv einfach, kostengünstig und einfach handhabbar zu gestalten.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Gemäß Anspruch 1 ist das wenigstens eine Rührwerk so ausgelegt und so anbringbar, dass die Flüssigkeit über ihre gesamte Höhe in eine Kreisbewegung um eine etwa vertikale zentrale Achse versetzbar ist, wobei die Strömungsgeschwindigkeit mindestens so groß ist, dass Feststoffe in der Flüssigkeit in der Schwebe gehalten sind und bei dieser Strömungsgeschwindigkeit nicht aus der Flüssigkeit als Sedimente und Sinkschichten ausfallen. Eine

solche Anordnung und Auslegung ist einfach erreichbar, wenn in der im Fermenterbehälter enthaltenen Flüssigkeit kein hoher Feststoffgehalt mit hohem spezifischen Gewicht enthalten ist. Übliche Biogasanlagen werden mit darunter liegenden Feststoffgehalten betrieben.

Zudem ist als weiterer Bestandteil der Sammeleinrichtung am Behälterbodenbereich entgegen der Strömungsrichtung und vor dem Sammelraum wenigstens eine strömungsverringemde Schwelle angeordnet, dergestalt dass hinter der Schwelle die Strömungsgeschwindigkeit so verringert ist, dass die

&iacgr;&ogr; Feststoffe aus der Flüssigkeit durch ihre Schwerkraft nach unten ausfallen und sich im Sammelraum für einen Austrag ansammeln. Die Strömung im oberen Bereich des Fermenterbehälters oberhalb und vor der Schwelle bildet sich insbesondere als laminare Strömung aus. Hinter der Schwelle und über dem Sammelraum erfolgt dagegen eine turbulente Strömungsausbildung aus der die Feststoffe ausfallen und durch ihre Schwerkraft in den Sammelraum absinken.

Diese Schwelle wirkt damit ähnlich wie die an schneeverwehungsgefährdeten Straßenabschnitten aufgestellten Schneezäune, hinter denen sich an der strömungsabgewandten Seiten aus einem schneeführenden Wind Schnee absondert und ansammelt, in angrenzenden Bereichen jedoch Schnee vom Wind weitertransportiert wird.

Somit sind bei der erfindungsgemäßen Anordnung das die Strömung erzeugende Rührwerk, die Schwelle und der Sammelraum Bestandteile der Sammeleinrichtung. Das Rührwerk hat zudem die bisher übliche Funktion, die Flüssigkeit zur Inganghaltung eines effektiven Fermentationsprozesses umzurühren und zu bewegen.

In einer bevorzugten Anordnung nach Anspruch 2 ist der Fermenterbehälter mit etwa vertikaler Zylinderachse zylindrisch ausgebildet und die strömungs-

verringernde Schwelle besteht aus einer vertikal stehenden etwa radial ausgerichteten Wand, vorzugsweise einer Stahlblechwand, die sich von der zentralen Achse bis etwa in den Bereich der Zylinderwand erstreckt. Damit wird am oberen Rand der Wand eine definierte Strömungsabrisskante geschaffen, wodurch der Ausfall von Feststoffen aus der Flüssigkeit gefördert wird. Der Sammelraum wird zweckmäßig unmittelbar an der strömungsabgewandten Seite hinter der Wand als Vertiefung im Behälterboden angeordnet. Eine solche Anordnung ist durch Variation der Rührwerksdrehzahl und damit der Strömungsgeschwindigkeit sowie der Größe und Höhe der strömungsverringernden &iacgr;&ogr; Wand an die jeweiligen Gegebenheiten einfach anzupassen.

Zudem können nach Anspruch 3 je nach den Erfordernissen Wandflächen der Schwelle strukturiert und/oder mit Durchbrechungen versehen sein sowie in unterschiedlichen Winkeln angestellt sein.

Zur Aufrechterhaltung der kontinuierlichen Kreisströmung und damit zur Aufrechterhaltung des Schwebezustands für die Feststoffe außerhalb des Sammelbehälterbereichs können je nach den aktuellen Gegebenheiten und Behälterausmaßen gemäß Anspruch 4 auch ein oder mehrere kontinuierlich laufende Rührwerke vorgesehen sein. Zudem können bei Bedarf zuschaltbare weitere Rührwerke angebracht werden. Vorzugsweise sind das eine oder mehrere Rührwerke nach Anspruch 5 in an sich bekannter Weise als Tauchmotorrührwerke ausgeführt, die gemäß Anspruch 6 vorzugsweise höhenverstellbar angeordnet sind.

Grundsätzlich können mit an sich bekannten unterschiedlichen Austrageinrichtungen die im Sammelraum angesammelten Feststoffe aus dem Fermenterbehälter herausgefördert werden. Vorzugsweise wird in einer bewährten Anordnung die Austrageinrichtung gemäß Anspruch 7 mit einem Austragrohr und darin angeordneter antreibbarer Förderschnecke ausgeführt, die mit ihrem unterem Ende in den Sammelbehälter ragt. In einer zweckmäßigen Ausfüh-

rung nach Anspruch 8 ist das Austragrohr mit der Austragschnecke radial schräg nach oben und nach außerhalb des Fermenterbehälters geführt. Je nach den vorliegenden Gegebenheiten könnte beispielsweise jedoch auch eine Becherwerkanordnung oder eine Kettenräumeranordnung verwendet werden.

Nach Anspruch 9 ist in einer bevorzugten Anwendung der Fermenter Bestandteil einer Biogasanlage.

&iacgr;&ogr; Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Sammel- und Austrageinrichtung, und

Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch die Sammel- und Austrageinrichiung entlang der Linie A-A der Fig. 1.

In Fig. 1 ist schematisch und beispielhaft eine Sammel- und Austrageinrichtung 1 für Sinkschichten an einem Fermenter 6 zur anaeroben Fermentation von organischen Stoffen dargestellt, die Bestandteil einer hier nicht im Detail dargestellten Biogasanlage ist.

Der Fermenter 6 umfasst einen Fermenterbehälter 2, der, wie dies insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, der aus einem Behälterdeckel 3, einem Behälterboden 4 sowie einer zylindrischen Seitenwand 5 aufgebaut ist.

Den Fig. 1 und 2 kann weiter entnommen werden, dass in einem randseitigen Bereich des Behälterbodens 4 ein Sammelraum 7 angeordnet ist.

In den Fermenterbehälter 2 ist eine Behälterfüllung aus einer organischer Stoffen enthaltenen Flüssigkeit einbringbar.

Wie dies aus den Fig. 1 und 2 weiter ersichtlich ist, umfasst die Sammel- und Austrageinrichtung 1 ferner eine in einem Austragrohr 9 angeordnete, antreibbare Förderschnecke 8, die mit ihrem unterem Ende in den Sammelraum 7 ragt, während die Förderschnecke 8 mit einem oberen Ende radial schräg nach oben und nach außerhalb des Fermenterbehälters 2 geführt ist.

&iacgr;&ogr; Im Innenraum des Fermenterbehälters 2 ist femer eine zentrale Achse 10 angeordnet sowie femer in einem seitlichen Randbereich ein entlang einer Stange 11 höhenverstellbares Tauchmotorrührwerk 12 vorgesehen. Zusätzlich zu diesem Tauchmotorrührwerk 12 kann ferner auch noch ein weiteres Rührwerk bei Bedarf vorgesehen bzw. zuschaltbar sein, was hier jedoch nicht dargestellt ist.

In einem dem Tauchmotorrührwerk 12 gegenüberliegenden Randbereich des Fermenterbehälters 2 ist ferner ein Einfüllschacht 13 ausgebildet, der hier lediglich äußerst schematisch dargestellt ist. Über diesen Einfüllschacht 13 können die organischen Stoffe enthaltenden Flüssigkeiten in den Behälterinnenraum eingebracht werden.

Wie dies den Fig. 1 und 2 weiter entnommen werden kann, ist femer an einer Längsseite des Sammelraums 7 eine vertikal stehende und in etwa radial ausgerichtete Wand 14 als strömungsverringernde Schwelle angeordnet, die vorzugsweise aus Stahlblech hergestellt ist. Diese Wand 14 erstreckt sich hier lediglich beispielhaft von einem der zentralen Achse 10 zugewandten Bereich im Behälterinnenraum ausgehend bis in den Bereich der zylindrischen Seitenwand 5, wobei sich der Sammelraum 7 als Vertiefung hinter der Wand 14 anschließt.

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Wie dies in den Fig. 1 und 2 mit den Pfeilen 15, 16 und 17 lediglich schematisch und beispielhaft angedeutet ist, ist das Tauchmotorrührwerk 12 gegebenenfalls in Verbindung mit weiteren hier nicht dargestellten Rührwerken so ausgelegt und so im Behälterinnenraum anbringbar, dass die sich im Fermenterbehälter 2 befindliche Flüssigkeit über ihre gesamte Höhe in eine Kreisbewegung um die vertikale, zentrale Achse 10 versetzt werden kann. Die Strömungsgeschwindigkeit ist hierbei mindestens so groß, dass die in der Flüssigkeit enthaltenen organischen Feststoffe in der Schwebe gehalten werden. Dabei stellt sich im sammeiraumfernen Behälterbereich 18 vorzugsweise eine

&iacgr;&ogr; in etwa laminare Strömung ein, während sich durch die als strömungsverringernde Schwelle wirkende vertikal stehende Wand 14 vorzugsweise im Bereich hinter dieser, d. h. zum Sammelraum 7 hin, eine in etwa turbulente Strömung ausbildet. Durch die Wand 14 ist die Strömungsgeschwindigkeit hinter der Wand 14 so verringert, dass die sich in der Flüssigkeit befindlichen organisehen Feststoffe absinken und ausfallen und sich im Sammelraum 7 für einen Austrag ansammeln.

Die im Sammelraum 7 anfallenden Feststoffe 19, die hier lediglich beispielhaft und schematisch eingezeichnet sind, können dann über die Förderschnecke und das Austragrohr 9 nach außerhalb des Femnenterbehälters 2 gefördert werden.

Je nach Einsatzfall kann die Wandfläche der Wand 14 strukturiert sein und/oder Durchbrechungen aufweisen, was hier jedoch nicht dargestellt ist.

Claims

1. Sammel- und Austrageinrichtung für Sinkschichten an einem Fermenter zur anaeroben Fermentation von organischen Stoffen
mit einem Fermenterbehälter zur Aufnahme einer Behälterfüllung aus einer die organischen Stoffe enthaltenden Flüssigkeit der Fermenter aus einem Behälterdeckel, Seitenwänden und einem Behälterboden besteht, und im Bereich des Behälterbodens ein Sammelraum für als Sedimente aus der Behälterfüllung ausfallende Feststoffe angeordnet ist,
mit einer Sammeleinrichtung zum Sammeln der Feststoffe im Sammelraum, mit einer Austrageinrichtung für im Sammelraum angesammelte Feststoffe vorgesehen ist, die sich vom Sammelraum bis außerhalb des Fermenterbehälters erstreckt, und
mit wenigstens einem Rührwerk im Fermenterbehälter zum Rühren und zum Bewegen der Flüssigkeit,
dadurch gekennzeichnet,
dass das wenigstens eine Rührwerk (12) so ausgelegt und so anbringbar ist, dass die Flüssigkeit über ihre gesamte Höhe in eine Kreisbewegung um eine etwa vertikale, zentrale Achse (10) versetzbar ist, wobei die Strömungsgeschwindigkeit mindestens so groß ist, dass die Feststoffe (19) in der Flüssigkeit in der Schwebe gehalten sind, und
dass am Behälterbodenbereich entgegen der Strömungsrichtung und vor dem Sammelraum (7) wenigstens eine strömungsverringernde Schwelle (14) angeordnet ist dergestalt, dass hinter der Schwelle (14) die Strömungsgeschwindigkeit so verringert ist, dass die Feststoffe (19) aus der Flüssigkeit ausfallen und sich im Sammelraum (7) für einen Austrag ansammeln.

2. Sammel- und Austrageinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fermenterbehälter (2) zylindrisch ausgebildet ist und die strömungsverringernde Schwelle eine vertikal stehende etwa radial ausgerichtete Wand (14), vorzugsweise eine Stahlblechwand ist, die sich von der zentralen Achse (10) bis in den Bereich der Zylinderwand (5) erstreckt, und sich ein entsprechend als Vertiefung im Behälterboden angeordneter Sammelraum (7) hinter der Wand (14) anschließt.

3. Sammel- und Austrageinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandflächen der Schwelle (14) strukturiert sind und/oder Durchbrechungen aufweisen.

4. Sammel- und Austrageinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein kontinuierlich laufendes Rührwerk (12) und wenigstens ein bei Bedarf zuschaltbares Rührwerk vorgesehen ist.

5. Sammel- und Austrageinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Rührwerk ein Tauchmotorrührwerk (12) ist.

6. Sammel- und Austrageinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Rührwerk (12) höhenverstellbar angeordnet ist.

7. Sammel- und Austrageinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrageinrichtung eine in einem Austragrohr (9) angeordnete antreibbare Förderschnecke (8) ist, die mit ihrem unteren Ende in den Sammelraum (7) ragt.

8. Sammel- und Austrageinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Austragrohr (9) mit der Austragschnecke (8) radial schräg nach oben und nach außerhalb des Fermenterbehälters (2) geführt ist.

9. Sammel- und Austrageinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Fermenter (6) Bestandteil einer Biogasanlage ist.